用漫画来认识原理,ARM多核处理的DynamlQ技术

 
"行动处理器随着技术演进而愈来愈强大,像ARM就推出了新技术DynamlQ,比先前的big.LITTLE技术更能灵活运用每一个核心,并能以不同的时脉运作。本篇文章将用可爱图片的方式,来介绍复杂的技术原理,让有兴趣的朋友们能在趣味中了解什么是DynamlQ技术~"
  行动处理器除了追求效能的提升外,增加运算效率也是重要的关键。先前ARM 较广为人知的是big.LITTLE大小核技术,不过随着技术的演进,今年ARM在big.LITTLE基础上,推出了新的DynamIQ。单一Cluster内可有8个核心,且可由不同架构、时脉的核心组成,提升了运作效率与配置的弹性,现在我们利用简单的图片来说明DynamIQ的运作原理吧! ▲DynamIQ支援多颗不同架构的处理器,也能让处理器在不同时脉下运作,继big.LITTLE之后的新运算架构。  

用龙舟来比喻核心技术

如果用龙舟来比喻ARM的DynamIQ与先前的big.LITTLE技术,我们把龙舟当成Cluster、船员当成核心,先前的big.LITTLE龙舟上最多只能有4位船员,而且每个船员都必须一样的身材(核心架构),划船时若多位船员一起划船时,每个人都要出力均等(时脉同步),不能有人慢慢划有人快快划。 但到了新的DynamIQ技术时,每艘龙舟(Cluster)上可以有8位高矮胖瘦(架构)不同的船员(核心),而且当划船前进的时候,每个船员可以依照指令出不同的力(时脉不须同步),且船员可依照指令睡觉(关闭)、休息(休眠)或划船(运作),配置​​的弹性比起big.LITTLE高很多。不过龙舟终究只是个比喻,是用比较轻松的方式解说DynamIQ的原理,实际运作会考虑的细节更多。 举实例来说,当你正在捷运上玩手机游戏,此时需提供一定的效能让前端正在玩的游戏顺顺跑,因此会将大核心皆开启运作,如果在家用VR或是很吃系统效能的App时就可能同时开启大小核心,以输出最高效能为优先事项。另一方面,当你手机闲置的时候,系统就会自动将较耗电的大核心关闭或休眠,转让小核心进行背景运作,此时重视的则是节省电力消耗,让手机续航力提升。 ▲DynamIQ支援单一Cluster内8个不同架构的核心,并能以不同的时脉运作。  

混搭、弹性调度的DynamIQ

如果要用简单的词来描述DynamIQ,那么应该就是混搭与弹性。过往为了运作上的协同作业与效率,Cluster搭配上大多会尽量简单化,big.LITTLE技术运作时也有时脉同步、架构统一等框架限制。因此后续改进的DynamIQ在big.LITTLE技术上延伸,提升了单一Cluster的核心数量,核心架构不需相同,运作时脉也能有更细微的调配。 省电与高效能听起来是很冲突的需求,然而透过DynamIQ技术,单一Cluster内可以允许高效能核心与省电核心混搭,不需要像过往开启复数Cluster才能达到类似的作用,让运作弹性、硬体配置更具弹性。此外,过往受限于核心同步时脉,实作上增加不少的门槛。 DynamIQ允许单一Cluster内核心以不同时脉运作,以1.0GHz到1.7​​GHz间以100MHz的频率差​​运作。 ▲DynamIQ big.LITTLE透过共享记忆体等机制,减少切换延迟并增加运作效率。  

减少切换延迟、增加运作弹性

如先前所述,虽然big.LITTLE提供了设计与运作上的弹性,但对于现在重视高效能与超长续航力的行动装置来说,big.LITTLE的限制让处理器无法榨出完全的效能,可能会碰到无法合理分配效能的状况。因此DynamIQ在设计上修改了过往的限制,放宽核心、时脉等限制,有助于设计出更具效能与功耗的产品。 除了运作弹性增加之外,在状态切换的延迟也得以大幅下降。 DynamIQ使用了硬体控制式功率状态自动切换机制,可让核心在关闭、休眠、运作3种状态间快速切换,并减少切换时的延迟。这不仅使得运作效率提升,也因为切换延迟降低,能源效率得以提升,提供了装置更好的节能性。   Follow 我们的Page,每天追踪科技新闻! 想看更多英文版文章吗? 点我进去~